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花开忘忧

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简介:利用铜线作为花朵的骨架,加上舵机和可编程LED的控制,完成一朵能自动开合,灯饰七彩多变的饰品,电子产品。
星火计划2023
开源协议:Public Domain(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2023-03-06 18:28:31更新时间:2023-12-01 10:42:30

描述

项目说明

机械花是全球优秀开源项目,原创是外国人,是由铜线作为骨架,焊接LED到骨架上,加上舵机控制,成为一朵能自动开合,颜色百变的机械花,颇有赛博朋克风格,但是制作难度较大, 难以量产,且可靠性较低。本项目是基于开源项目的二创,利用用立创PCB,SMT等生态链建设的模块,做成以铜线骨架为主的机械花产品,具有一定观赏价值。

项目相关功能

项目内置微波雷达模块或者触摸模块, 当有人靠近或者有人触摸叶子的时候,机械花能自动执行“”开花“”的动作,同时开花过程花瓣的白色LED渐渐变亮,花芯颜色为任意一种颜色,花瓣呈现较好的色彩,完全开花展开后,等待片刻又自动“”闭合“”,机械花闭合的过程,是花瓣的白色LED渐变暗的过程。上述开合过程,机械花下面的绿色LED的叶子也会呈现渐变亮和渐变暗的过程。可充电,充电过程机械花的叶子将呈现呼吸闪烁的动态效果。机械花的效果非常唯美,可以作为大堂摆件,生日礼物送人,具有一定的商业价值。

项目属性

未参加过任何比赛

设计原理

设计原理:可编程LED的PWM控制,舵机的PWM控制,STM8单片机的代码设计。

软件说明

本项目控制方面,有单片机版本,也有纯硬件版本,体现本人的软硬设计能力,本人是硬件工程师,软件基础较为薄弱,在本项目中,软件主要采用了基础的WHILE,if,等基础的语句,采用了中断系统加持,完成了项目效果的展示。代码目前能实现基本功能,但是还有一些BUG,比如

(1)非闭合状态下断电,MCU不会记住原先舵机的位置,上电后会迅速复位,导致机械花瞬间加速度很快,影响耐久度和观赏性。

(2)硬件上预留了很多外设电源控制,实际上代码还没做功耗优化,还没做休眠等指令。

(3)可能代码编写能力问题,也可能是MCU主频较低,同时控制舵机和LED的渐变,显得舵机比较抖动,而LED渐变效果较差

以上期待编程高手能优化改善。鄙人能力有限,至此道歉!

实物展示

铜线骨架的粉色机械花的开花效果

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铜线骨架的白色机械花的开花效果

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Solidworks建模的PCB骨架机械花,渲染图,暂无实物,由于嘉立创不支持5mm以下宽度的PCB制作,该PCB版本机械花暂不启动研发。

3D打印外骨骼版本的机械花,渲染图,开发中。

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设计注意事项

直流电机或者舵机的限位或者串联PTC包线电阻到电机电源上,避免调试时候程序跑偏导致损坏作品。

其他

作品演示1:【爱你就像爱生命,送你一朵永不凋谢的花,山无棱天地合乃敢与君绝!】 https://www.bilibili.com/video/BV1w24y1Q78Q/?share_source=copy_web&vd_source=a42f08a52ed2db8dbf89e52ecd989bf3

作品演示2:【机械花】 https://www.bilibili.com/video/BV1Ae4y1j7bJ/?share_source=copy_web&vd_source=a42f08a52ed2db8dbf89e52ecd989bf3

作品建模演示:【机械花pcb版本Solidworks建模,练习2天半,准备白嫖嘉立创】 https://www.bilibili.com/video/BV1eR4y1h7ua/?share_source=copy_web

作品建模演示:【应用下期揭晓!它来了!-哔哩哔哩】 https://b23.tv/gGxfAry

星火赛事视频:【手残党不要进!铜线机械花,手工高手的基操?-哔哩哔哩】 https://b23.tv/LmfGjxb

其他物料链接(我自己做的时候买过,仅供参考)

(1)花盆:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UFvdfVX?tk=l8pfdNbk5zN CZ3457 「陶瓷哥窑开片陶瓷水培小花盆无孔花钵绿植容器小清新桌面花器清仓」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开

买尺寸外径10.5cm,6.7cm口径,高6.3mm的。

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(2)铜线:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UuCizlA?tk=1Xs5dNbU6EM CZ3457 「半斤装包邮H65黄铜线半硬 软态绒花0.15 0.2 0.30.35-8mm纯黄铜丝」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开

花瓣:买H65黄铜线1.0半斤≈37米(半硬),配合套筒使用,下面套筒铜管选了外径1.6mm,内径1.6-0.2*2=1.2mm,套筒跟铜线线径相差太大会导致机械花开合过程不丝滑,直径相差太小无法穿入或无法活动。

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(3)花瓣LED+绿叶LED:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UuVicl6?tk=66OFdNbSMtE CZ3457 「贴片LED 0402 0603 0805 1206红黄蓝绿白色灯 高亮灯珠发光二极管」
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花瓣上面的LED,买0805好焊接,至少30颗,白光显得花纯洁,其他颜色也可以,随个人喜好。

绿叶上面的LED,也是买0805,一般买翠绿,至少15颗。

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(4)舵机:

买0-180°,MG90S(全金属),1个,【淘宝】https://m.tb.cn/h.UuVcARt?tk=2gS1dNbcyS9 CZ3457 「SG90 MG90S 9g舵机 450 直升机固定翼航模遥控飞机 9克 马达航模」
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HGIIg4JS4hunk2c0sS8VEWVy5nfVFaoH1tZ2dIQh.png

(5)电池:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UGjM35u?tk=2YMUdNbNy8b CZ0001 「902040充电602040大容量3.7V锂电池蓝牙音箱扫码仪1000mAh毫安芯」
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买1000mAh,尺寸如下:

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(6)可编程LED:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UuCn94G?tk=bCJudNbj6S8 CZ0001 「WS2812B全彩高亮RBG 5050贴片可编程LED 5V灯带无刷穿越机小蜜蜂」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开

买WS2812B,至少7颗

sNDfaFa6P2EnoRioypEqCVGz5aluUChxFeVJmhvg.png

(7)排针:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UGjJI44?tk=hizjdNbKhRk CZ3457 「单排针双排针铜间距2.54MM1*2/3/4/5/6/7/8/10/12/20/30P镀金插针」
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买长一些的,自己可以裁剪不同PIN数,间距是2.54mm

x69SasEabNGPBoc0slrcMMDXOG07SgMHJEmCKoQc.png

(8)微波模块(与触摸模块二选一):【淘宝】https://m.tb.cn/h.UuVeq8K?tk=e3IRdNb3kGB CZ0001 「微波雷达感应模块 5.8GHZ直流型 雷达微波感应开关 感应开关」
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jmn6Seyn7pANidiJvaebPrK3jsv7URUWXsy7jvTB.png

(9)触摸模块(与微波模块二选一):【淘宝】https://m.tb.cn/h.UGjp05q?tk=KUrNdNbo4x3 CZ0001 「TTP223 224 226触摸传感器触摸按键感应模块电容式点动型接近开关」
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买如下图这个,接线就是VDD,VOUT,GND,把触摸焊盘引线连接到一片铜线叶子上即可。注意,这个铜叶子网络需要独立且悬空。

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(10)螺帽:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UIWLbCR?tk=5ghrdkClK8e CZ0001 「304不锈钢外六角螺母螺帽螺丝母帽罗丝冒大全M3M4M5M6M8M10M12M30」
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买M3的

XLYEyNWEHMz92lDN3NHniLj34lCj1YRbnwdxjCu9.png

(11)平头螺丝:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UFxZsGq?tk=XK7QdNXgSXF CZ3457 「3mm 4mm 304不锈钢十字平头螺丝 沉头螺钉 平机螺栓M3 M4 *4-*100」
点击链接直接打开 或者 淘宝搜索直接打开

买M3*5mm即可,至少4颗。

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(12)塑料尼龙柱子-买M3*35+6:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UFFGnLA?tk=PnchdNbd8UM CZ3457 「单通六角尼龙柱隔离柱塑料支撑柱PC板间隔柱绝缘柱螺柱M2M2.5M3M4」
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(13)铜管:【淘宝】https://m.tb.cn/h.UFFvwbm?tk=69bfdNbewLw CZ0001 「H62黄铜管直管 毛细铜管 硬态环保空心圆管 2/3/4/5/6/7/8/9/10mm」
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躯干:买4*0.3*半米(外径4mm,内径4-0.2*2=3.6mm)

躯干内部:买2.2*0.2*半米(外径2.2mm,内径2.2-0.2*2=1.8mm),内部走线空间=3.6-1.8mm=1.8mm

躯干内部传动杆:买1.6*0.2*半米(外径1.6mm,内径1.6-0.2*2=1.2mm),同时也作为花瓣活动关节的套筒,需要自行切割段长。

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设计图

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